Strömungsmechanik
Die Strömungsmechanik ist die Lehre von der Bewegung von Flüssigkeiten und den auf sie wirkenden Kräften. (Zu den Fluiden gehören Flüssigkeiten und Gase).
Die Strömungsmechanik lässt sich in Fluidstatik, die Untersuchung von Fluiden in Ruhe, und Fluiddynamik, die Untersuchung von Fluiden in Bewegung, unterteilen. Sie ist ein Zweig der Kontinuumsmechanik, ein Fachgebiet, das Materie modelliert, ohne die Information zu verwenden, dass sie aus Atomen besteht.
Das Studium der Strömungsmechanik geht mindestens bis in die Zeit des antiken Griechenlands zurück, als Archimedes mit der Strömungsstatik begann. Die Strömungsmechanik, insbesondere die Fluiddynamik, ist jedoch ein aktives Forschungsgebiet mit vielen ungelösten oder teilweise gelösten Problemen. Die Strömungsmechanik kann mathematisch komplex sein. Manchmal lässt sie sich am besten durch numerische Analyse lösen, in der Regel mit Hilfe von Computern. Eine moderne Disziplin, die Computational Fluid Dynamics (CFD) genannt wird, widmet sich diesem Ansatz zur Lösung strömungsmechanischer Probleme.
Zwei Studien zur Strömungsmechanik von Leonardo da Vinci
Beziehung zur Kontinuumsmechanik
Die Strömungsmechanik ist eine Teildisziplin der Kontinuumsmechanik, wie in der folgenden Tabelle dargestellt.
| Kontinuumsmechanik: das Studium der Physik der kontinuierlichen Materialien. | Festkörpermechanik: das Studium der Physik kontinuierlicher Materialien mit einer definierten Ruheform. | Elastizität: Sie beschreibt Materialien, die nach einer Belastung wieder in ihre Ruheform zurückkehren. | |
| Plastizität: Beschreibt Materialien, die sich nach einer ausreichend großen aufgebrachten Spannung dauerhaft verformen. | Rheologie: die Untersuchung von Materialien mit festen und flüssigen Eigenschaften | ||
| Strömungsmechanik: Studium der Physik der kontinuierlichen Materialien, die die Form ihres Behälters annehmen. | Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten | ||
| Newtonsche Flüssigkeiten | |||
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Fragen und Antworten
F: Was ist Strömungsmechanik?
A: Die Strömungsmechanik befasst sich mit der Bewegung von Flüssigkeiten und Gasen und den auf sie wirkenden Kräften.
F: Wie wird die Strömungsmechanik unterteilt?
A: Die Strömungsmechanik ist in zwei Bereiche unterteilt: die Strömungsstatik, die sich mit ruhenden Flüssigkeiten befasst, und die Strömungsdynamik, die sich mit bewegten Flüssigkeiten befasst.
F: Was ist Kontinuumsmechanik?
A: Die Kontinuumsmechanik ist ein Fachgebiet, das die Materie modelliert, ohne zu berücksichtigen, dass sie aus Atomen besteht.
F: Auf welche Zeit lässt sich das Studium der Strömungsmechanik zurückverfolgen?
A: Das Studium der Strömungsmechanik lässt sich mindestens bis ins antike Griechenland zurückverfolgen, wo Archimedes den Anfang der Strömungsstatik machte.
F: Ist die Strömungsmechanik ein aktives Forschungsgebiet?
A: Ja, die Strömungsmechanik, insbesondere die Strömungsdynamik, ist ein aktives Forschungsgebiet, das viele ungelöste oder teilweise gelöste Probleme aufweist.
F: Warum kann die Strömungsmechanik mathematisch komplex sein?
A: Die Strömungsmechanik kann mathematisch komplex sein, weil sie komplexe Gleichungen, mathematische Modelle und numerische Analysen umfasst, die zur Beschreibung des Verhaltens von Flüssigkeiten verwendet werden.
F: Was ist computergestützte Strömungsmechanik (CFD)?
A: Die numerische Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics, CFD) ist eine moderne Disziplin, die darauf abzielt, strömungsmechanische Probleme mit Hilfe numerischer Analysen zu lösen, in der Regel mit Hilfe von Computern.
